基于PXRF技术的黑龙江阿城白岭铜锌多金属矿区砷元素污染评估

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yukitolee
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砷污染是一个全球性的环境问题,矿业活动是砷污染来源之一。对砷污染的监测和评估是治理砷污染的前提。便携式X荧光光谱仪(PXRF)是一种可实现快速、无损、经济及多元素分析的便携式设备。本文利用便携式X荧光仪对白岭铜锌多金属矿区砷元素的粉尘污染、土壤污染以及砷元素在植物中的富集水平进行了评估,研究了样品制备、数据质量、校正模型等相关问题,依据PXRF数据综合评估了白岭铜锌多金属矿区的砷污染水平。白岭铜锌多金属矿区的森林覆盖区受到矿区公路扬尘的污染,利用便携式X荧光光谱仪分析了该研究区中裸露树桩横截面和对应土壤的元素含量,树桩横截面和土壤中As、Zn和Fe元素在垂直公路方向上出现了明显的分带性,距公路最近处含量最高。其中As和Zn元素的含量随距公路距离的增加而降低并符合幂律分布。微区X射线荧光光谱仪扫描的图像表明树桩中As、Zn、Fe等元素富集于树桩横截面及裂隙中,指示了由公路扬尘的重新沉降引起的污染。该区公路扬尘污染是砷暴露的主要途径之一。基于PXRF技术对矿区农田土壤砷污染情况进行了评估。实验室条件下的PXRF分析实现了对As、Mn、Fe、Zn等元素的定量分析,通过对土壤中各元素含量的相关分析确定了As与其他元素(Ca、Mn、Fe、Zn、Pb、V、Ti、Rb、K)的相关关系。砷元素在农田西侧近河流处出现了显著的高异常,垂向上As元素出现了自地表向地下降低的趋势。钻孔中土壤样品的顺序提取(偏提取)结果表明在近地表处土壤的弱酸提取态和可还原态砷的百分含量远高于深部土壤样品的弱酸提取态和可还原态砷的百分含量。农田土壤中各元素的空间分布和形态分析结果共同指示了农田土壤中砷元素的来源,即强降雨过后河水漫溢农田,河水中的As经过共同沉淀或被土壤中的铁锰氧化物吸附进入土壤体系。通过模拟实验并利用PXRF分析有机质样品确定了样品湿度、样品密度和样品厚度对PXRF读数的影响,提出了针对有机质样品的预处理方法,最终建立了线性回归校准曲线以校正基体效应对PXRF读数的影响。验证结果表明该线性回归校正模型可大幅度提高PXRF测定有机质样品的数据的准确度,PXRF可基本实现对有机质样品的定量分析。基于以上样品预处理方法和校正模型,利用PXRF对矿区中植物的元素含量进行了分析,PXRF结果表明:野生食用菌(如趟子蘑)是砷暴露的途径之一,同时PXRF具备筛选砷的超富集植物的能力。
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